问题引导 实验助力 提高课堂互动的有效性

郑志权

摘要：以鲁科版“自由落体运动”教学为例，探讨怎样在问题引导，经过实验探究来提高师生课堂互动的有效性，进而提升教学效果.

关键词：问题引导;实验助力;师生互动;自由落体运动

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2022）03-0089-03

1 问题的提出

随着高中物理新课程改革的推进和实施，针对教师原来的教学理念有较大变化，要求学生积极主动参与教学全过程，倡导“通过解决问题去学习”，教师在教学过程再也不是简单把知识复制和粘贴者，课堂教学方式也应该从单方向灌输变为多方向互动，必须呈现出课堂教学方式多种多样，充分发挥学生个性，培养学生终身学习能力.可是师生互动方面还存在一些不满意的问题，这种现象还经常出现物理课堂教学，例如在物理课堂教学过程师生互动主要表现为以师生一起观看文字材料和实验的视频，交流活动毫无目的，偏离主题，只追求场面热闹，忽视交流互动过程和科学思维方法，课堂活动和教学目标不能很好相结合，学生的活动目标导向不明确，课堂师生互动效果不理想，仅停留在表层互动，不是真正意义上深层次互动，只是为互动而互动.针对这情况，笔者根据日常教学实践，以鲁科版“自由落体运动”教学为例，就如何通过问题聚焦，实验探究来提升互动的有效性进行总结和提炼，谈谈自己的观点.

2 提高课堂互动有效性的措施

2.1 实验改进，导入课题，激发学习乐趣

生动有趣的真实情境，能激发学习乐趣，开始上课时，老师高高举起一张精美的校庆纪念签说：谁能在老师放开纪念签的瞬间，谁能抓到它，就把纪念签送给谁，学生争先恐后参加，最终一位反应敏捷同学获得这张纪念签，活动完成后，紧接着老师又拿出一把“动过手脚”直尺，几位蠢蠢欲动的学生积极参与实验中来，老师都能快速说出学生的反应时间，许多学生感到惊奇，老师适当时候告诉学生真相，这是一把标有时间的尺子.老师紧接着又抛出如下问题要求学生思考：（1）人的反应时间和直尺下落的时间有何关系？（2）怎样利用尺子下落的距离计算出尺子下落的时间？ 学生经过思考很容易回答出问题（1）直尺下落至被抓住这段时间直尺一直在做运动，因此直尺运动的時间和人的反应的时间相等.对于问题（2）学生却不知道怎样分析.

课堂上为使学生搞清楚上述问题（2），紧接着充分利用智能手机慢动作录像功能，以及希沃白板同屏视频回放，进行以下几个活动，活动1：取两张面积一样A4纸（轻）和金属片（重），从相同高度同时由静止开始释放，学生通过认真仔细观察，发现先落地是重的金属片.老师接着问：重的物体一定先落地吗？活动2：取一张A4纸揉成一团和一张面积相同金属片（重），从相同高度同时由静止开始释放，学生通过认真仔细观察，发现先落地是纸团（轻）.活动3：取一张厚且大的纸和薄且小的纸，把两张纸都揉成一团，二者从相同高度同时由静止开始释放，学生通过认真仔细观察， 发现两纸团几乎一起落地.因此可得出：轻重的物体下落一样快.

评析本节课充分利用智能手机慢动作录像功能，以及希沃白板同屏视频回放开展探究实验活动，这样的实验更直观，可视性强，学生容易接受，因此师生课堂互动更加顺利，更加轻轻松松获得统一认识.

2.2 问题剖析，师生互动，实现知识建构

在建构知识过程中，可以根据高中生认知水平以及高中物理知识的逻辑关系，化教学大目标为层层递进的小目标，教师抛出螺旋式上升问题，启发学生通过解决问题对知识加深理解，能积极主动学习而不是被动学习，同时学生的思维在问题的解决中得到循序渐进发展，让师生互动针对性更强，效率更高.

老师在这时紧接着问： “到底什么因素影响物体下落快慢呢？”有一部分学生说“可能用手没办法做到同时下落”，也有一部分学生说“空气阻力影响”，老师又接着问：若排除空气阻力影响，不同物体下落一样快吗？将是一种什么样的运动呢？”学生开始尝试改进实验，要保证静止开始同时下落采用什么办法呢？生1：两物体抓在同一边手.生2：两物体放在一块板上，板抽出时，两物体就一起下落.生3：电磁铁会吸铁，这样可以通过开关，断开开关时，电磁铁就不吸引铁，保证两物体就能同时下落.生4：可以用一小铁块和沾有铁粉羽毛做实验.师：如何解决空气影响？学生很快想到抽真空.经过刚才大家讨论，教师和学生就一起做定性实验.开始时把牛顿管空气抽走一些，然后空气再抽一些的，最后抽成接近真空的，通过观看手机慢动作视频回放，老师紧接着让同学们欣赏在世界最大真空实验室进行铁球和羽毛的自由落体运动的精彩震撼的录像.

评析本节课有意留出足够时间给学生，学生自己提出新问题，又自己解决这些问题，让学生真实想法得到充分展示，在愉快师生互动交流中不知不觉完成教学任务.

2.3 问题引导，实验助力，培育探究能力

老师趁热打铁接着问：“自由落体运动有什么规律？”学生们马上都踊跃继续探究，一部分学生联想到使用打点计时器探究匀变速直线运动方法来探究，有部分学生感觉这种方法不够简便，可以用手机拍照记录，…… 鉴于经过讨论基础上，教师课堂上慢慢引导学生可以做如下定量实验：如图1（a）所示，将手机放在固定位置，打开录像功能，而后由静止释放小球，使其沿着直尺边缘下落.这样利用手机视频记录物体自由下落的轨迹，不但避免运动时间短 ，不便于学生观察，而且可以利用回放、暂停功能记录物体运动的时空信息，能比较精确地计算出物体的加速度，得出自由落体运动规律. 实验得到如图1（b）所示的小球运动的轨迹图片，下落的距离标注在了图象中（单位：cm），两个小球影像的时间间隔相同均为t=0.04s.

根据已学过知识求加速度，方法1：计算出相邻相等时间的位移的差值，若差值近似相等，物体运动是匀变速直线运动，然后再利用逐差法求加速度大小.方法2：先利用时间中点的速度等于这段时间平均速度，求各点的速度，画出v-t图像，如果图像是一条斜直线，物体运动就是匀速直线运动，根据数学知识可以求得图像斜率，斜率就是加速度大小.当今科学技术水平日新月异，智能手机功能越来越强大，老师可以利用智能手机传感器应用程序-Phyphox功能中Acceleration（withoutg）的软件可测量加速度大小，利用该软件会显示X-Y-Z三个方向加速度大小，Y方向代表手机长边方向的加速度，根据Y方向数据，手机下落过程加速度大约为10m/s2.

教学中也应该大力培养学生的逻辑推理能力，并且渗透科学思维方法，老师可以通过问题引导，再现伽利略探索自由落体的过程.

问题1：伽利略反驳亚里士多德的观点用什么方法？让学生思考，尝试说一说，最后老师才介绍伽利略利用归谬法（逻辑推理）推翻亚里士多德错误的观点.

问题2.伽利略的“均匀”假设又是什么？是速度还是位移“均匀”的假设呢？他认为前者正确.关于速度又随什么量均匀变化呢？他提出速度随时间或随位移均匀变化的两个猜想.之后通过数学演算（逻辑推理）肯定前一种猜想.

问题3：他又如何开展实验探究验证自己猜想呢？伽利略研究落体运动规律碰到困难是什么？他又如何解决呢？伽利略当时基于实验结果又进行合理外推说得出了自由落体运动规律，他这种巧妙的研究方法对培养学生科学探究和思维能力起到重要的引领示范作用.

评析教师通过创设情境，提出问题，不是简单把实验直截了当告诉学生，而是师生互动一起研究，在操作实验过程不断逐步完善.使全体学生不但要独立思考，而且又合作交流，探究灵感往往在思维碰撞中迸出来.学生经过亲身体验，真实感悟到：什么运动叫作自由落体运动.

3 研究总结及反思

3.1 加强课堂互动方向性

问题引导是教学中根据课程标准和物理核心素养，教学目标往往是抽象的、泛泛的，科学创设一系列细化，方向性明确，针对性强的问题情境，呈现在学生面前是将要学习内容的问题串.通过创设问题引导，操作性强的实验助力，真正提高了物理课堂的互动性以及学生的学习体验.

3.2 促进课堂互动形式多样性

在教学过程，要保持适当有一定质量互动，让学生间以及师生间交流频繁，互动从多方面开展，多方位互动，才能使学生学习过程，体会到实验探究的团队合作重要性以及钻研精神必备性，这样不但牢固掌握知识，而且科学素养方方面面得到有效提升.

3.3 提高课堂互动的有效性

使用这种教学方式，能很好克服课堂互动重结果，轻过程传统的课堂互动形式，让学生积极主动参与物理概念和规律形成全过程.教师要大胆让学生去尝试实验，在矛盾中找到问题核心，找到解决问题的方法，思维的方式得以创新，努力培养学生深度思维习惯，处理好这三者之间关系，问题是教学核心，实验探究是措施，有效互动是历程，终极目标是提升教学效果， 切实提升学生各方面的能力.

总之，问题引导，实验助力，很好的激活了高中物理课堂.实践中为更好的获得预期的教學目标，应做好充分的教学准备，围绕教学内容积极联系学生的生活创设趣味性问题情境，并为学生展示相关的实验，引发学生思考、探究，引导学生主动的参与到学习活动中来.如此开展教学活动不仅能够构建和谐的师生关系，而且能够获得事半功倍的教学效果，应结合教学实际加以针对性的借鉴.

参考文献：

[1]彭钰嵋，许桂清.新课程标准下指向核心素养的教学目标研制——以“自由落体运动”一课为例.物理通报，2021（06）：134-137.

[2]王玉娟，赵玉萍，邢红军.基于教学逻辑的“自由落体运动”教学设计.中学物理教学参考，2021，50（08）：35-37.

[3]赵绍明，王腾.用真实情境促成物理思维进阶——以“自由落体运动”教学为例.物理教师，2021，42（03）：33-35+40.

[4]陆昌松.培养科学探究素养的课堂操作实例——以“探究自由落体运动”为例.中学物理教学参考，2020，48（11）：3-5.

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